高考生物總復(fù)習(xí) 專題10_ 生物技術(shù)實(shí)踐 第32講 酶的應(yīng)用課件

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1、第3 2講酶的應(yīng)用 加試題組考點(diǎn)1果汁中的果膠和果膠酶1.生產(chǎn)果汁時(shí)，用果膠酶處理果泥可提高果汁的出汁量?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：（1）某同學(xué)用三種來源的果膠酶進(jìn)行三組實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)除酶的來源不同外，其他條件都相同，測(cè)定各組的出汁量，據(jù)此計(jì)算各組果膠酶活性的平均值并進(jìn)行比較。這一實(shí)驗(yàn)的目的是_。 （2）現(xiàn)有一種新分離出來的果膠酶，為探究其最適溫度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取試管16支，分別加入等量的果泥、果膠酶、緩沖液，混勻，平均分為4組，分別置于0 、5 、10 、40 下保溫相同時(shí)間，然后，測(cè)定各試管中的出汁量并計(jì)算各組出汁量平均值。該實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)置的不足之處有_和_。 （3）某同學(xué)取5組試管（AE

2、）分別加入等量的同種果泥，在A、B、C、D 4個(gè)實(shí)驗(yàn)組的試管中分別加入等量的緩沖液和不同量的同種果膠酶，然后，補(bǔ)充蒸餾水使4組試管內(nèi)液體體積相同，E組加入蒸餾水使試管中液體體積與實(shí)驗(yàn)組相同。將5組試管置于適宜溫度下保溫一定時(shí)間后，測(cè)定各組的出汁量。通過AD組實(shí)驗(yàn)可比較不同實(shí)驗(yàn)組出汁量的差異。本實(shí)驗(yàn)中，若要檢測(cè)加入酶的量等于0而其他條件均與實(shí)驗(yàn)組相同時(shí)的出汁量，E組設(shè)計(jì)（填“能”或“不能”）達(dá)到目的，其原因是_。 解析（1）利用不同來源的果膠酶處理果泥，檢測(cè)各組出汁量。據(jù)此可以比較不同來源的果膠酶的活性大小。（2）探究果膠酶的最適溫度時(shí)，一般在2070 范圍內(nèi)，每隔5 進(jìn)行梯度設(shè)計(jì)。顯然題中溫度

3、設(shè)置過低，溫度梯度設(shè)置不均。（3）本實(shí)驗(yàn)的目的是檢測(cè)不同量的同種果膠酶下的出汁量的差異，為保證單一變量，AE組都應(yīng)加入等量緩沖溶液。答案（1）比較不同來源果膠酶的活性（其他合理答案也可）（2）溫度范圍設(shè)置不合理溫度梯度設(shè)置不合理（其他合理答案也可）（3）不能未加入緩沖液（其他合理答案也可） 2.下列是有關(guān)酶的應(yīng)用問題，請(qǐng)分析回答。工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁來提高出汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響，某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 水浴中恒溫處理10 min（如圖A）。將步驟處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10 水浴中恒溫處理10 min（如圖B

4、）。將步驟處理后的混合物過濾，收集濾液，測(cè)量果汁量（如圖C）。 在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：溫度/10 20 30 40 50 60 70 80果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問題：（1）果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中果膠的水解，產(chǎn)物是_。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為附近時(shí)，果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性。（3）為什么該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲ㄟ^測(cè)定過濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？_。（4）果膠酶作用于一定量的某種物質(zhì)（底物），保持溫度、pH在最適值，生成物量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖：在35

5、min后曲線變成水平是因?yàn)開。 若增加果膠酶濃度，其他條件不變，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出生成物量變化的示意曲線。解析從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：在40 附近時(shí)，果汁量最多，說明此時(shí)的果膠酶催化活性最高。因?yàn)榈孜锏牧渴且欢ǖ?，所以底物消耗完時(shí)，生成物的量達(dá)到最大值，其后不再發(fā)生變化；增加酶的濃度可以使反應(yīng)更快地達(dá)到平衡點(diǎn)，即更早結(jié)束，但生成 物的總量不會(huì)發(fā)生變化。 答案（1）半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯（2）40 最高（3）果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催化分解果膠的能力（4）底物消耗完畢如圖 備考備查1.果膠及果膠酶半乳糖醛酸果膠果膠酶（1）組成：_和半乳糖醛酸甲

6、酯（2）作用：_的主要成分；將植物細(xì)胞粘合在一起，去掉果膠會(huì)使植物組織變得_ （3）鑒別：不溶于_（1）來源：黑曲霉、蘋果青霉（2）組成：是分解果膠的一類酶的總稱，主要包括果膠酶和_（3）作用：水解果膠、瓦解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和胞間層細(xì)胞壁松散乙醇果膠甲酯酶 2.探究利用蘋果或山楂勻漿制作果汁的最佳條件的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理果膠酶的活性受溫度（或pH）的影響，處于_（或pH）時(shí)活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的 成正比。果膠不溶于乙醇。果膠酶、果膠甲酯酶最適溫度活性大小 （2）實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì) （3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：果膠酶能分解果膠，提高果汁的澄清度。 溫馨提示1.制作果汁實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)（1）與

7、其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬，因此，可以選用10 作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以嘗試以5 作為溫度梯度。（2）蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋果作為原材料，一般可按每個(gè)中等大小的蘋果加水100200 mL的比例進(jìn)行攪拌，獲得稀的蘋果泥。（3）果泥的用量可以采用5 mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2 mL。（4）水浴時(shí)間可以為2030 min。 （5）過濾果汁時(shí)，漏斗中應(yīng)放置濾紙。 2.影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法（1）影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)纖維素和果膠的存在使制作果汁時(shí)出

8、現(xiàn)兩個(gè)問題：一是果肉的出汁率低，耗時(shí)長(zhǎng)；二是榨取的果汁渾濁、黏度高、容易發(fā)生沉淀。（2）處理方法酶解法 組成本質(zhì)作用果膠酶果膠酶、果膠甲酯酶蛋白質(zhì)催化果膠水解為可溶性半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 三個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量分析實(shí)驗(yàn)名稱（目的）自變量因變量注意事項(xiàng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響溫度果汁量（澄清度）底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的溫度梯度越小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越精確蘋果泥和果膠酶用量在各個(gè)試管應(yīng)相同pH應(yīng)為最適pH 探究p H對(duì)果膠酶活性的影響pH果汁量（澄清度）溫度應(yīng)為最適溫度pH梯度可用NaOH和鹽酸調(diào)節(jié)用玻璃棒攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行探究果膠酶的用量果膠酶的用量果汁量（澄清度）制備蘋果勻漿后迅速加熱，使蘋果勻

9、漿中果膠酶變性溫度、pH應(yīng)為最適且保持不變 加試題組考點(diǎn)2-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)1.（2017金華十校聯(lián)考）回答下列問題：請(qǐng)回答與“固定化酶”實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問題：（1）淀粉酶可以通過培養(yǎng)枯草桿菌來生產(chǎn)，是篩選高表達(dá)量菌株的最簡(jiǎn)便方法之一。篩選出的菌株在發(fā)酵生產(chǎn)之前還需利用培養(yǎng)基進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。（2）利用物理或化學(xué)的方法將淀粉酶固定后，成為且又有酶活性的制劑。若用吸附法固定時(shí)，在裝柱后需要用緩慢沖洗，直至流出液不使淀粉碘混合液發(fā)生為止。 （3）將淀粉溶液以一定流速?gòu)姆磻?yīng)柱上端滴入，再在下端接取少量流出液進(jìn)行KII2顏色測(cè)試，結(jié)果不呈現(xiàn)紅色。對(duì)此現(xiàn)象的解釋錯(cuò)誤的是（A.反應(yīng)柱中沒有淀粉酶被

10、固定 B.流速過快淀粉未被水解C.接取的流出液是蒸餾水 D.流速過慢淀粉被水解成葡萄糖）答案（1）單菌落分離液體（2）不溶于水10倍體積蒸餾水褪色（3）D 2.（2015衢州模擬）果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，常用于果汁的生產(chǎn)。（1）果膠酶用于果汁生產(chǎn)，是因?yàn)樗芊纸夤z，可解決果肉出汁率低和等問題。（2）果膠由和組成。（3）若要檢測(cè)蘋果汁中是否還含有果膠，可取一定量的果汁與混合，若出現(xiàn)現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全分解。 （4）下圖為某同學(xué)進(jìn)行的澄清蘋果汁生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述正確的是。A.實(shí)驗(yàn)中所用的固定化果膠酶可由某些物質(zhì)吸附，吸附后的酶可永久使用B.為防止雜菌污染，圖示裝置制作完畢后需瞬

11、間高溫滅菌C.通過控制閥調(diào)節(jié)蘋果汁流出的速率，保證反應(yīng)充分進(jìn)行 D.固定化果膠酶不可重復(fù)使用，每次生產(chǎn)前需重新裝填反應(yīng)柱 （5）固定化酶技術(shù)是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使酶既能與接觸，又能與分離。（6）在“-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)”這一實(shí)驗(yàn)中，-淀粉酶固定在石英砂上，使用了下圖中的。答案（1）果汁渾濁（2）半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯（3）乙醇渾濁（4）C（5）底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物（6） 備考備查1.固定化酶含義：將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。 2.常見固定化方法及其優(yōu)缺點(diǎn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)吸附法適用的酶范圍廣，酶活性

12、高酶與載體的結(jié)合力較弱，酶容易脫落偶聯(lián)法、交聯(lián)法結(jié)合穩(wěn)定，適用范圍廣制備條件不夠溫和，酶活性較低包埋法酶活性高，穩(wěn)定性也較高適用范圍窄 3.-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)（1）-淀粉酶作用的最適條件：最適pH為5.57.5；最適溫度為50 75 。（2）-淀粉酶的固定化方法：吸附法。（3）淀粉的水解作用： （4）淀粉水解作用的檢測(cè)將灌注了固定化-淀粉酶的注射器放在注射器架上。滴加淀粉溶液，使淀粉溶液以0.3 mL/min的流速過柱。在流出5 mL淀粉溶液后接收0.5 mL流出液。加入12滴KII2溶液，觀察顏色，用水稀釋l倍后再觀察顏色。實(shí)驗(yàn)后，用10倍柱體積的蒸餾水洗滌固定化柱，放置在4 冰箱中，幾天后重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，看是否有相同的結(jié)果。 固定化酶常用方法歸納名稱原理圖示包埋法將微生物細(xì)胞均勻地包埋在不溶于水的多孔性載體中共價(jià)偶聯(lián)法和交聯(lián)法利用共價(jià)鍵、離子鍵將酶分子相互結(jié)合，或?qū)⑵浣Y(jié)合到載體上吸附法通過物理吸附作用，把酶固定在纖維素、瓊脂糖、多孔玻璃和離子交換樹脂等載體上